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【寒假进行时】构建虚拟仿真世界,探索生命科学奥秘

作者:   来源:   日期:2019-11-08 16:24:56    

旧历的新年日益临近,似乎已闻得见春节佳?的诱人味道,似乎听得见新年爆竹烟花的喜庆声音。就在大家忙年忙得不亦乐乎的时候,生科院教学楼生物学虚拟仿真实验教学中心实验室里,一群人还在忙着开发虚拟仿真实验项目。<?xml:namespace prefix = "o" ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

团队负责人王自刚教授说,平时大家上课太忙,召集一次不容易,所以中心建设的事情只能在假期集中做。因此我们这几个人就没有什么假期了,还好大家都愿意做。每天6点半到校,晚上11点才回家。我们团队的张渝洁老师,说她以校为家一点儿也不夸张。她负责中心实验硬件建设,几乎天天都钉在办公室。她自个儿说忙习惯了,反而闲下来就觉得很空虚。

回到<?xml:namespace prefix = "st1" ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />118,寒假的第一天,教育部虚拟仿真实验教学中心建设团队的成员聚集在会议室,一起商讨制定寒假假期中心建设问题。团队负责人、生科院副院长王自刚教授正在分派成员任务,几乎没有时间接受笔者采访,委托陈现伟老师介绍中心的基本情况。

虚拟仿真,到底是“神马东东”

虚拟仿真又称虚拟现实技术或模拟技术,就是用一个虚拟的系统模仿另一个真实系统的技术。随着计算机技术的发展而新兴起来的计算机仿真技术、可视化技术、网络技术和传感器技术等为高校实验室的建设带来了创新性的成果。虚拟仿真技术是计算机技术与专业课程理论、教学实验实习等多方面知识结合的产物,通过计算机强大的数据处理能力,对实验实践对象进行可视化的虚拟仿真,以完成结构、功能、行为以及用户的思维过程和行为动态性的模拟,并实现一个可视化的操作环境,通过操作这些虚拟仿真的实验实践被控对象,即可进行各种实验实习,达到与操作真实实验实践被控对象相同的目的,为实验室工作带来了极大的便利。为涉及高危或极端的环境、高成本、高消耗、大型或综合训练等实验项目,提供了可靠、安全和经济的实验教学手段。陈现伟老师介绍道,将生命科学与数字化技术、现代网络技术、3D数字化技术深度融合,是个系统繁杂的工程。说起来不简单,做起来更不简单,不是一蹴而成的,甚至需要几代人的努力。

虚拟仿真,让师生实验教学“多快好省”

陈现伟说起虚拟仿真实验的好处,滔滔不绝,以前由于实验仪器、技术、场地、环境、安全的限制,有相当一部分实验没办法做。现在有了虚拟仿真实验教学中心,什么实验都可以做了。还有就是,生物学本科课程大约有200多个实验要做,数量很大,本科阶段这些实验任务根本不可能完成。但是虚拟仿真实验教学中心就可以做到,在仿真实验室里,学生一次想做几个就做几个,省时省力。

王学斌老师就在虚拟仿真给学生上生物实验课。他说,有了这个中心,上课真是太方便了。给学生在电脑上边讲边演示实验过程,一遍下来,大部分学生基本上就掌握了。学生接下来自己独立做一遍,这个实验就OK了。请假没来的同学,也可以通过手机、电脑、Ipad等终端登录实验室网站,自主完成实验。中心网站功能强大,兼容性好,方便学生随时随地地学习。2015级动物医学本科生于祖铭正在网上做心脏瓣膜心电仿真实验,他说,像做游戏似的,不知不觉就做完了。朱丽亚补充道,尤其是动物解剖,没有一点儿血腥,对于女生来说真是福音。

虚拟仿真,未来是那么地美好

回想起申请建设国家级生物学虚拟仿真实验教学中心的过程,邢晋讳老师连说了好几遍“太不容易了”。他讲到,2013917接到教育厅通知,21日开始申请,到1021上报申请材料,这一个月的时间真是往事不堪回首啊。那时候团队7个人,早晨6点半到办公室,中午也不回家,晚上到11点,天天如此。当时支撑我们的就一个想法,这个机会难得,一定要抓住,就这么简单。这不,功夫不负有心人,天道酬勤,我们做成了。教育部今年1月下的文,我们获得批准建设这个国家级中心,并且是全国仅有的四个生物学仿真实验中心之一,山东省唯一的一处。其他三所学校是东北师大、陕西师大和华南师大。想到这点,我们感觉特别自豪,虽然这是个教学实验项目,不是科研项目,对我们个人晋升职称没有什么帮助,但对学校发展绝对是有意义的。目前药学院、化学化工学院、体育学院都在用这个中心做实验,资源共享。

谈到中心虚拟仿真实验中心寒假建设情况,王自刚教授说,我们已经计划好利用寒假这一宝贵的时间,精心谋划虚拟仿真实验教学中心的建设。将生命科学与数字化技术、现代网络技术、3D数字化技术深度融合,开发虚拟实验项目,利用Internet技术科学规划和构建虚拟仿真教学中心平台,将虚拟实验教学资源网络化,加强资源的共享,让学生用手机终端就能登录中心平台,探索生命科学的奇妙世界。

陈现伟老师更是抑制不住内心的激动,他说中心下一步要与地方、企业联合开发一个大的虚拟仿真实验项目――蒙山生物分布形态,为提供学生仿真野外实习的同时,为蒙山旅游做好宣传策划,更好地为地方经济服务。

让我们记住这个建设团队所有成员的名字吧,他们是王自刚、陈现伟、王学斌、邢晋?、张渝洁、吕慎金、郝继伟、晁洪雨和李桂民。(记者 房霞)


讨论虚拟仿真实验教学平台建设方案


虚拟仿真实验项目开发


生物学虚拟实验项目


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